TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 48, 2008 XÁC LẬP HÀM TƯƠNG QUAN HỒI QUY TUYẾN TÍNH GIỮA CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA MỘT SỐ NGUỒN GỐC ĐẤT Ở THỪA THIÊN HUẾ Nguyễn Thanh Tùng Trường Đại học
Trang 1TẠP CHÍ KHOA HỌC, Đại học Huế, Số 48, 2008
XÁC LẬP HÀM TƯƠNG QUAN HỒI QUY TUYẾN TÍNH GIỮA CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA MỘT SỐ NGUỒN GỐC ĐẤT Ở THỪA THIÊN HUẾ
Nguyễn Thanh Tùng Trường Đại học Khoa học, Đại học Huế
TÓM TẮT
Bài báo trình bày kết quả xác lập các hàm tương quan hồi quy tuyến tính giữa các tính chất cơ lý của đất có nguồn gốc sông - biển (amQ1 3 ) và nguồn gốc biển - đầm lầy (mbQ2 1-2 ) ở thừa Thiên Thiên Huế Thông qua giá trị hệ số tương quan R để đánh giá mức độ tương quan giữa các tính chất cơ lý của hai loại đất có nguồn gốc thành tạo khác nhau.
1 Đặt vấn đề
Trong nghiên cứu địa chất công trình, các chỉ tiêu cơ lý thường biến đổi phụ thuộc vào nhau theo một quy luật nào đó, có khi giữa chúng có mối tương quan khá chặt chẽ Trên cơ sở thống kê 263 mẫu đất, chúng tôi tiến hành xây dựng các hàm tương quan tối ưu giữa các chỉ tiêu cơ lý của chúng Thí dụ như tìm hàm tương quan giữa các đại lượng: sức kháng cắt của đất (c, ϕ) và hệ số nén lún (a) tương quan với thành phần hạt, độ Nm, chỉ số dẻo, hệ số rỗng,…
Ở đồng bằng Thừa Thiên Huế, đất nguồn gốc sông-biển (amQ13) bị phủ bởi trầm tích trẻ hơn, diện phân bố rộng, gặp hầu hết tại trung tâm đồng bằng Chúng nằm ở độ sâu từ 7,5 đến 53,4 m, chiều dày thay đổi từ 3,5 đến 23,4 m [4, tr141] Thành tạo đất này thường có độ chặt tốt, độ biến dạng nhỏ, sức chịu tải từ trung bình đến cao nên thường được chọn đặt móng cho công trình Thành tạo đất nguồn gốc sông - biển (mbQ21-2) cũng bị phủ và phân bố hầu hết ở khu vực đồng bằng, Chúng nằm ở độ sâu từ 4,0 đến 16,0 m, chiều dày thay đổi từ 3,5 đến 22,4 m [4, tr156] Đất loại này thường rất yếu, sức chịu tải thấp đến rất thấp, độ biến dạng lớn Các lớp đất loại này thường không sử dụng để làm móng cho công trình, nếu trường hợp bắt buộc phải cải tạo mới có khả năng sử dụng làm nền cho công trình
Hiện nay, các công trình xây dựng ngày càng nhiều và quy mô lớn đòi hỏi phải
có đầy đủ hệ thống số liệu khảo sát phục vụ cho công tác thiết kế móng công trình Nhưng trong thực tế, khi khảo sát địa chất cho các công trình cụ thể do điều kiện địa chất rất khác nhau nên số liệu mẫu đất thu được không phải lúc nào cũng đáp ứng đầy
đủ các yêu cầu đề ra Đặc biệt, đối với các loại đất như bùn sét, đất cát, sét pha lẫn nhiều dăm sạn thì lại càng khó khăn Vì vậy, kết quả nghiên cứu xác lập sự tương quan giữa các tính chất cơ lý sẽ tạo cơ sở khoa học cho việc đánh giá đúng, đầy đủ điều kiện địa
Trang 22 Kết quả nghiên cứu
2.1 Hàm tương quan
Khi hệ số tương quan R ≠ 0 thì giữa hai biến ngẫu nhiên x và y sẽ có sự phụ thuộc hàm y = y(x) Để diễn tả sự tương quan bằng một biểu đồ và một hàm số nghĩa là thay thế những điểm thực tế của biểu đồ bằng một đường cong hay đường thẳng Một trong những phương pháp thay thế những điểm thực tế để xác định một đường cong hay đường thẳng này là phương pháp bình phương bé nhất Khi đường hồi quy thực nghiệm gần đường thẳng hay tương quan mẫu R ≈ 1 khi đó hàm hồi quy có dạng tuyến tính y
= ax + b [2] Thông qua các biến ngẫu nhiên ta sẽ xác định được hệ số a và b
2.2 Đánh giá sự tương quan
Khi xét đồng thời hai biến ngẫu nhiên x và y ta sẽ có một sự tương quan thống
kê lẫn nhau, đại lượng đó được gọi là hệ số tương quan mẫu ký hiệu là R Hệ số tương quan mẫu R là đại lượng thiên từ -1 đến +1, nếu R < 0 thì giá trị tương quan nghịch, nếu
R > 0 thì giá trị tương quan thuận, nếu R = 0 thì không có sự tương quan [2]
Hệ số tương quan R được đánh giá theo Kalomenxki như sau:
- Nếu 0 < R ≤ 0,5 thì mức độ tương quan rất yếu
- Nếu 0,5 < R ≤ 0,7 thì mức độ tương quan yếu
- Nếu 0,7 < R ≤ 0,9 thì mức độ tương quan chặt
- Nếu 0,9 < R ≤ 1,0 thì mức độ tương quan rất chặt
2.3 Các tính chất cơ lý trung bình của các mẫu đất nghiên cứu
Bảng 1 Bảng tổng hợp các tính chất cơ lý trung bình của các nguồn gốc đất nghiên cứu
Loại đất
Hàm lượng % các nhóm hạt (mm)
<0,005 0,005-0,05 0,05-2,0 2,0-20,0 >20,0 Trầm tích nguồn gốc sông biển (amQ 1 )
Trầm tích nguồn gốc biển – đầm lầy (amQ 2 1-2 )
Trang 3Tớnh chất vật lý Tớnh chất cơ học
Độ
Nm
W
KL thể
tớch
KL thể
tớch
khụ
KL riờng
Độ rỗng
Hệ số rỗng
Hệ số bóo hũa
Giới hạn chảy
Giới hạn dẻo
Chỉ
số dẻo
Độ sệt Gúc nội
ma sỏt
Lực dớnh kết
Hệ số nộn lỳn
Mụđun tổng BD
W
%
γ w
g/cm 3
γ c g/cm 3
∆ g/cm 3
n
%
e 0
-
G
%
W l
%
W p
%
I p
%
B
-
ϕ
độ
C kG/cm 2
a 1-2
cm 2 /kG
E 1-2 kG/cm 2
Trầm tớch nguồn gốc sụng biển (amQ 1 3 )
24,3 1,916 1,542 2,67 42,3 0,732 88,5 26,8 20,7 6,1 0,578 17015’ 0,137 0,025 69,1 25,3 1,899 1,515 2,69 43,6 0,774 87,9 34,1 21,9 12,2 0,276 16 0 32’ 0,239 0,037 46,9 29,4 1,873 1,448 2,71 46,5 0,869 91,5 45,5 24,6 20,9 0,230 15 0 7’ 0,317 0,042 44,5
Trầm tớch nguồn gốc biển – đầm lầy (amQ 2 1-2 )
27,9 1,844 1,442 2,66 45,9 0,847 87,8 26,9 20,7 6,2 1,172 1205’ 0,109 0,047 39,7 44,2 1,701 1,180 2,67 55,8 1,265 93,3 39,3 25,6 13,7 1,353 7 0 15’ 0,106 0,084 26,8 50,1 1,652 1,100 2,68 59,0 1,439 93,5 48,2 27,3 20,9 1,093 6 0 2’ 0,077 0,174 14,0
2.4 Biểu đồ tương quan giữa cỏc tớnh chất cơ lý đất
2.4.1 Trầm tớch nguồn gốc sụng-biển (amQ 1 3 )
tương quan giữa giới hạn chảy - hạt sét
y = 0.428x + 26.165
R 2 = 0.598
20
35
50
65
Hàm lượng hạt sét P c (%)
Cát pha Sét pha Sét
Hỡnh 1
tương quan giữa hệ số rỗng - độ ẩm
y = 0.020x + 0.240
R 2 = 0.677
0.4 0.7 1.0 1.3
Độ ẩm W (%)
Cát pha Sét pha Sét
Hỡnh 2 tương quan giữa g hạn dẻo -giới hạn chảy
y = 0.297x + 11.764
10
18
26
34
Giới hạn chảy Wl (%)
Cát pha Sét pha Sét
Hỡnh 3
tương quan giữa chỉ số dẻo - giới hạn chảy
y = 0.702x - 11.707
0 10 20 30
Giới hạn chảy Wl (%)
Ip
Cát pha Sét pha Sét
Hỡnh 4
Trang 4tương quan giữa hs góc ma sát - hệ số rỗng
y = -0.242x + 0.491
0.0
0.3
0.5
0.8
0.4 0.6 0.8 1.0 1.2
Hệ số rỗng e0 (%)
Sét pha Sét
Hỡnh 5
tương quan giữa hệ số nén lún - hệ số rỗng
y = 0.019x + 0.018
0.00 0.03 0.06 0.09
0.3 0.6 0.8 1.1 1.3
Hệ số rỗng e0 (%)
2 /k
Sét pha Sét
Hỡnh 6
2.4.2 Trầm tớch nguồn gốc biển-đầm lầy (amQ 2 1-2 )
tương quan giữa giới hạn chảy - hạt sét
y = 0.489x + 29.671
15
35
55
75
Hàm lượng hạt sét Pc (%)
Cát pha Sét pha Sét
Hỡnh 7
tương quan giữa hệ số rỗng - độ ẩm
y = 0.026x + 0.118
0.5 1.1 1.7 2.3
Độ ẩm W (%)
e0
Cát pha Sét pha Sét
Hỡnh 8 tương quan giữa giới hạn dẻo - g hạn chảy
y = 0.403x + 9.035
12
22
32
42
Giới hạn chảy W l (%)
Cát pha Sét pha Sét
Hỡnh 9
tương quan giữa chỉ số dẻo - giới hạn chảy
y = 0.594x - 8.893
0 12 24 36
Giới hạn chảy Wl (%)
I p
Cát pha Sét pha Sét
Hỡnh 10 tương quan giữa hs góc ma sát - hệ số rỗng
y = -0.118x + 0.288
R 2 = 0.334
0.00
0.15
0.30
0.45
0.5 0.9 1.3 1.7 2.1
Hệ số rỗng e 0
Sét pha Sét
tương quan giữa hệ số nén lún - hệ số rỗng
y = 0.150x - 0.077
R 2 = 0.463
0.00 0.12 0.24 0.36
0.50 0.95 1.40 1.85 2.30
Hệ số rỗng e0
2 )
Cát pha Sét pha Sét
Trang 5Bảng 2 Bảng tổng hợp kết quả xác lập các hàm tương quan hồi quy tuyến tính
Chỉ tiêu
tương
quan
Trầm tích nguồn gốc sông biển
(amQ 1 3 )
Trầm tích nguồn gốc biển – đầm lầy
(mbQ 2 1-2 ) Hàm tương quan
Mức độ tương quan R
Đánh giá
sự tương quan
Hàm tương quan
Mức độ tương quan R
Đánh giá
sự tương quan
W l - P c
Y = 0,428x +
26,165 0,773 Chặt
y = 0,489x + 29,671 0,702 Chặt
e 0 - W Y = 0,020x + 0,240 0,823 Chặt y = 0,026x + 0,118 0,940 Rất chặt
W p - W l
Y = 0,297x +
11,764 0,763 Chặt y = 0,403x + 9,035 0,854 Chặt
I p - W l Y = 0,702x - 11,707 0,942 Rất yếu y = 0,594x - 8,893 0,992 Rất chặt
tgϕ - e 0 Y = -0,242x + 0,491 0,407 Rất yếu y = -0,118x + 0,288 0,578 Yếu
a 1-2 - e 0 Y = 0,019x + 0,018 0,228 Rất yếu y = 0,150x - 0,077 0,680 Yếu
3 Kết luận và kiến nghị
Trên cơ sở tổng hợp, nghiên cứu 113 mẫu đất nguồn gốc hỗn hợp sông-biển (amQ13) và 150 mẫu đất nguồn gốc hổn hợp biển-đầm lầy (mbQ21-2) đã xác lập được các hàm tương quan lẫn nhau, chúng tôi đi đến một số kết luận như sau:
- Hai nguồn gốc có điều kiện, môi trường thành tạo khác nhau nhưng dạng hàm tương quan giữa các tính chất cơ lý tương tự nhau
- Sự phụ thuộc tương quan tuyến tính giữa hệ số góc ma sát (tgϕ với hệ số rỗng
tự nhiên (e0) có tương quan nghịch (H5 và H11) còn các tương quan khác là sự tương quan thuận
- Sự tương quan tuyến tính giữa chỉ số dẻo (Ip) với giới hạn chảy (Wl), hệ
số rỗng tự nhiên (e0) với độ Nm tự nhiên (W) có mức độ rất chặt (H4, H8, H10) R
> 0,9 Còn các tương quan khác có mức độ từ chặt đến rất yếu
- Mức độ tương quan giữa các tính chất vật lý cao hơn mức độ tương quan giữa tính chất vật lý với tính chất cơ Điều này cho thấy rằng mặc dù giữa các tính chất vật lý và tính chất cơ học có mối liên hệ dẫn xuất chặt chẽ với nhau nhưng khi thống kê kết quả thực nghiệm xác định các hàm tương quan thì kết quả cho thấy mức độ tương quan giữa chúng không cao
- Nếu số lượng mẫu nhiều và đáng tin cậy thì từ các hàm tương quan hồi quy có thể tìm ra được sự liên hệ tương quan giữa các tính chất cơ lý đất có mức
độ chặt đến rất chặt Các mối tương quan này rất có ý nghĩa trong việc kiểm
Trang 6TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Đinh Xuân Bảng, Xây dựng những công thức thực nghiệm và những liên hệ tương
2. Đào Hữu Hồ, Xác suất thống kê, NXB ĐHQG Hà Nội, (1999)
3. Trần Văn Minh và nnk, Hướng dẫn giải bài tập xác suất thống kê và các tính
4. Ngô Quang Toàn (chủ biên) và nnk, Vỏ phong hoá và trầm tích Đệ tứ Việt Nam, Bộ Công nghiệp - Cục Địa chất và Khoáng sản Việt Nam, Hà Nội, (2000)
5 Các báo cáo khảo sát Địa chất công trình khu vực tỉnh Thừa Thiên - Huế
ESTABLISHING THE RECURRENT RECURRENT INTERRELATING FUNCTIONS FOR PHYSICAL - MECHANICAL PROPERTIES OF SOIL
SEDIMENT WITHIN THUA THIEN HUE PROVINCE
Nguyen Thanh Tung College of Sciences, Hue University
SUMMARY
This paper proposes the recurrent interrelating funtions as the results of our studying
on the physical - mechanical properties of aluvi- marine (amQ1 3 ) and marine-bog (mbQ2 1-2 ) within Thua Thien Hue provice From the obtained interrelating coefficient - R, we assess the interrelating degree between district physical and mechanical of the two above sediments.
